KR100950927B1

KR100950927B1 - 차량 제어시스템의 센서 진단방법

Info

Publication number: KR100950927B1
Application number: KR1020040081988A
Authority: KR
Inventors: 김영기
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2010-04-05
Also published as: KR20060033058A

Abstract

본 발명은 차량 상태 정보를 감지하기 위한 센서 모델을 이용하여 모의 센서값을 계산하고, 미리 설정된 조건에 따라 센서 모델 중 유효한 모델의 개수를 계산하고, 유효한 모델의 개수에 따라 차량의 동적 상황을 판단하고, 센서의 실제 센서값과 모의 센서값을 이용하여 센서 대푯값을 결정하고, 결정된 센서 대푯값에 기초하여 센서를 진단한다. 따라서 본 발명은 차량의 동적 상황에 고려하여 결정한 센서 대푯값에 기초하여 센서의 에러 발생을 체크할 수 있어 센서 진단의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

차량 제어시스템의 센서 진단방법{Sensor Diagnosis Method For Controlling System In An Automobile}

도 1은 본 발명에 따른 차량 제어시스템에 적용하는 블록구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량 제어시스템의 센서 진단방법의 순서도이다.

도 3은 도 2의 안정상태에서 센서 대표값을 처리하기 위한 순서도이다.

도 4는 도 3의 센서 대표값을 처리하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 2의 불안정 상태에서 센서 대표값을 처리하기 위한 순서도이다.

도 6은 도 5의 센서 대표값을 처리하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 2의 과도기 상태에서 센서 대표값을 처리하기 위한 순서도이다.

도 8은 도 7의 센서 대표값을 처리하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 센서부

20 : 제어부

30 : 엔진출력 조절부

40 : 브레이크유압 조절부

본 발명은 차량 제어시스템의 센서 진단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서의 실제 센서값과 모델에 의해 얻어진 모의 센서값에 의해 결정된 센서 대표값을 이용하여 센서를 진단하기 위한 차량 제어시스템의 센서 진단방법에 관한 것이다.

차량 제어시스템은 직선 도로 뿐 아니라 곡선 도로와 험한 도로를 주행하는 경우 차량이 조정안정성을 잃지 않도록 각종 센서로부터 얻어진 정보를 이용하여 차량의 거동을 제어한다.

기존의 차량 제어시스템에서는 센서에 의해 감지된 실제 센서값 이외에 그 센서에 대응하는 모델을 이용하여 모의 센서값을 산출하고, 실제 센서값과 모의 센서값을 평균하여 그 평균값을 센서의 대표값으로 결정하며, 결정된 센서의 대표값에 기초하여 차량의 거동을 제어한다.

차량 제어시스템에 적용하는 센서의 종류는 보통 차속을 감지하기 위한 휠속도 센서, 요레이트 센서, 횡가속도 센서, 그리고 조향각 센서 등을 포함한다.

한편, 센서에 대한 신뢰성과 차량의 조정안정성이 밀접하게 관련되어 있는 점을 고려하여, 기존 차량 제어시스템에서는 센서의 대표값에 기초하여 센서 에러가 발생하였는지를 진단하고 있다.

그런데 차량 상태 정보(휠 속도, 요레이트, 횡가속도, 조향각 중 어느 하나)를 감지하는 센서의 실제 센서값은 하나라도 그에 대응하는 모델을 복수개 마련하고 있기 때문에, 그러한 복수개 모델로부터 계산된 모의 센서값 역시 복수개가 얻 어지게 된다. 모의 센서값은 차량의 동적 상황(dynamic conditions)에 따라 상당한 영향을 받는데 그 센서를 진단할 때 적절한 센서 대표값을 적용하기 위해서는 복수의 모델 중 유효한 모델을 선택하는 것이 요구된다.

또한, 센서에 자체 결함이 발생되어 그 센서로부터 얻어지는 실제 센서값의 오차가 크면 센서 진단에 적용되는 센서 대표값 역시 영향을 받아 센서 진단의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 동적 상황을 고려하여 센서의 대표값을 결정함으로써 센서 진단의 신뢰성을 높일 수 있도록 한 차량 제어시스템의 센서 진단방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량 상태 정보를 감지하기 위한 센서 모델을 이용하여 모의 센서값을 계산하고, 미리 설정된 조건에 따라 센서 모델 중 유효한 모델의 개수를 계산하고, 유효한 모델의 개수에 따라 차량의 동적 상황을 판단하고, 센서의 실제 센서값과 모의 센서값을 이용하여 센서 대푯값을 결정하고, 결정된 센서 대푯값에 기초하여 센서를 진단하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량의 동적 상황은 안정 상태, 불안정 상태 및 과도기 상태로 구별한다.

상기 차량의 동적 상황인 안정 상태인 경우 해당 센서의 실제 센서값을 제외한 복수 모델에 의해 얻어진 모의 센서값들을 대상으로 1차 평균하고, 1차 평균하 여 얻은 1차 평균값에 대한 각 모의 센서값의 이격도를 계산하고, 1차 평균값을 기초로 정해지는 제1범위에 들어오는 모의 센서값을 선택하고, 선택된 모의 센서값들을 대상으로 2차 평균하여 2차 평균값을 얻고, 2차 평균값과 가장 가까운 모의 센서값을 센서 대푯값으로 결정한다.

상기 차량의 동적 상황이 불안정 상태인 경우, 해당 센서의 실제 센서값을 제외한 복수 모델에 의해 얻어진 모의 센서값들을 대상으로 1차 평균하고, 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 각 모의 센서값의 이격도를 계산하고, 1차 평균값을 기초로 정해지는 제2범위에 들어오는 모의 센서값을 선택하고, 선택된 모의 센서값 중 실제 센서값과 가장 가까운 모의 센서값을 센서 대푯값으로 결정한다.

상기 차량의 동적 상황이 과도기 상태인 경우, 해당 센서의 실제 센서값을 제외한 복수 모델에 의해 얻어진 모의 센서값을 대상으로 1차 평균하고, 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 모의 센서값의 이격도를 계산하고, 1차 평균값을 기초로 정해지는 제3범위에 들어오는 모의 센서값을 선택하고, 선택된 모의 센서값을 대상으로 2차 평균하여 2차 평균값을 얻고, 2차 평균값과 가장 가까운 모의 센서값을 센서 대푯값으로 결정한다.

상기 유효한 모델을 정하기 위한 조건은 차량의 제어모드, 차속과 전륜(또는 후륜)의 속도의 속도차, 요레이트의 변화율 중 적어도 어느 하나이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량 제어시스템은, 도 1의 도시와 같이, 차량에 마련된 각 종 센서를 이용하여 차량 상태를 감지하는 센서부(10)와, 센서부로부터 차량 상태 정보를 제공받고 차량의 자세를 제어하기 위해 엔진출력조절부(30) 및 브레이크유압조절부(40)를 제어하는 제어부(20)를 포함한다.

엔진출력조절부(30)는 스로틀밸브를 구동하여 엔진출력을 조절한다.

브레이크유압조절부(40)는 유압 회로의 도중에 설치된 유압조절 밸브를 구동하여 휠 실린더에 가해지는 브레이크유압을 조절한다.

센서부(10)는 휠 속도를 감지하기 위한 적어도 하나의 휠속도센서(11), 주행 차량의 요레이트를 감지하기 위한 요레이트 센서(12), 주행 차량의 횡가속도를 감지하기 위한 횡가속도센서(13), 주행 차량의 조향각을 감지하기 위한 조향각 센서(14)를 구비한다.

제어부(20)는 모의 센서값을 산출하기 위한 모델을 저장하는 센서 모델 저장부(21)를 포함한다. 센서모델 저장부(21)는 센서의 종류별로 모의 센서값을 산출하기 위한 모델을 복수개 구비하며, 센서들(11)(12)(13)(14)의 실제 센서값은 하나라도 그에 대응하는 모델을 복수개 마련한다.

제어부(20)는 차량이 조정안정성을 잃지 않도록 각종 센서로부터 얻어진 실제 센서값과 모델에 의한 모의 센서값을 이용하여 차량의 거동을 제어한다. 이를 도 2에 따라 설명한다.

차량이 주행하는 동안 센서부(10)의 각 센서들은 차량 상태 정보에 대한 감지 신호를 제어부(20)에 입력한다(110).

제어부(20)는 센서모델 저장부(21)에 저장된 센서 모델을 이용하여 모의 센 서값을 계산하는데, 이때 하나의 센서에 대하여 복수의 모의 센서값이 얻어진다(120).

제어부(20)는 차량의 제어모드(ABS, BTSC, ESP), 차속과 전륜(또는 후륜)의 속도의 속도차, 요레이트의 변화율 등 미리 설정된 조건에 따라 유효한 모델의 개수를 계산한다(130).

이어, 제어부(20)는 유효한 모델의 개수에 따라 차량의 동적 상황을 판단한다(140)(160).

동작 140에서 제어부(20)는 차량이 안정 상태(Stable)인가를 판단하기 위해 유효한 모델의 개수가 제1설정값이상 인가를 판단하고, 그 판단결과 유효한 모델의 개수가 제1설정값이상인 경우 후술하는 도 3의 처리 루틴에 따라 안정상태의 센서 대푯값을 센서의 종류별로 계산한다(150).

동작 140의 판단결과 유효한 모델의 개수가 제1설정값이상이 아니면, 제어부는 차량이 불안정 상태(Unstable)인가를 판단한다(160). 이를 위해 제어부(20)는 유효한 모델의 개수가 제1설정값 보다 작은 제2설정값이하 인가를 판단하고, 그 판단결과 유효한 모델의 개수가 제2설정값이하인 경우 후술하는 도 5의 처리 루틴에 따라 불안정상태의 센서 대푯값을 센서의 종류별로 계산한다(170).

동작 160의 판단결과 유효한 모델의 개수가 제2설정값이하가 아니면, 즉 유효한 모델의 개수가 제2설정값 보다 많고 제11설정값 보다 작은 경우 제어부(20)는 과도기 상태(Transient)로 인식하여 센서 대푯값을 센서의 종류별로 계산한다(180).

동작 150, 170, 180에서 차량의 동적 상황에 따라 계산된 센서 대푯값에 기초하여 센서의 종류별로 에러가 발생되었는지를 체크하여 해당 센서를 진단한다(190).

이하에서는 차량의 동적 상황에 따라 센서 대푯값을 결정하는 동작을 상세히 설명한다.

첫째, 차량의 안정상태에서 센서 대표값을 결정하기 위한 동작을 도 3 및 도 4에 따라 설명하며, 그 대상으로 요레이트 센서를 적용한 예이다.

제어부(20)는 요레이트 센서(12)에 의해 감지한 실제 센서값(Va)을 제외하고, 복수 모델에 의해 얻어진 제1 내지 제4모의 센서값(M1)(M2)(M3)(M4)을 대상으로 1차 평균하고(151), 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 제1 내지 제4모의 센서값(M1)(M2)(M3)(M4)의 이격도를 계산하고(153), 1차 평균값을 기초로 정해지는 제1범위에 들어오는 제1 내지 제3모의 센서값(M1)(M2)(M3)을 선택하고 나머지 제4모의 선택값(M4)은 버린다(155). 여기서 제1범위는 1차 평균값에 대한 이격도에 따라 설정하는데, 실시 예에서는 -5%~+5%로 정한다.

이어 제어부(20)는 선택된 제1 내지 제3모의 센서값(M1)(M2)(M3)을 대상으로 2차 평균하여 2차 평균값을 얻고(157), 2차 평균값과 가장 가까운 제2모의 센서값(M2)을 센서 대푯값으로 결정한다(159).

둘째, 차량의 불안정 상태에서 센서 대표값을 결정하기 위한 동작을 도 5 및 도 6에 따라 설명하며, 그 대상으로 횡가속도 센서를 적용한 예이다.

제어부(20)는 횡가속도 센서(13)에 의해 감지한 실제 센서값(Vb)을 제외하 고, 복수 모델에 의해 얻어진 제1 내지 제4모의 센서값(N1)(N2)(N3)(N4)을 대상으로 1차 평균하고(171), 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 제1 내지 제4모의 센서값(N1)(N2)(N3)(N4)의 이격도를 계산하고(173), 1차 평균값을 기초로 정해지는 제2범위에 들어오는 제1 내지 제3모의 센서값(N1)(N2)(N3)을 선택하고 나머지 제4모의 선택값(N4)은 버린다(175). 여기서 제2범위는 제1범위보다 넓은 범위로 하여 1차 평균값에 대한 이격도에 따라 설정하는데, 실시 예에서는 -10%~+10%로 정한다.

이어 제어부(20)는 선택된 제1 내지 제3모의 센서값(N1)(N2)(N3) 중 실제 센서값(Vb)과 가장 가까운 제2모의 센서값(N2)을 센서 대푯값으로 결정한다(177).

셋째, 차량의 과도기 상태에서 센서 대표값을 결정하기 위한 동작을 도 7 및 도 8에 따라 설명하며, 그 대상으로 조향각 센서를 적용한 예이다.

제어부(20)는 조향각 센서(14)에 의해 감지한 실제 센서값(Vc)을 제외하고, 복수 모델에 의해 얻어진 제1 내지 제4모의 센서값(P1)(P2)(P3)(P4)을 대상으로 1차 평균하고(181), 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 제1 내지 제4모의 센서값(P1)(P2)(P3)(P4)의 이격도를 계산하고(183), 1차 평균값을 기초로 정해지는 제3범위에 들어오는 제1 및 제4센서값(M1)(M4)을 선택하고 나머지 제2 및 제3모의 선택값(M2)(M3)은 버린다(185). 여기서 제3범위는 제1범위와 제2범위 사이로 하여 1차 평균값에 대한 이격도에 따라 설정하는데, 실시 예에서는 -10%~-5%, +5%~+10%로 정한다.

이어 제어부(20)는 선택된 제1 및 제4모의 센서값(M1)(M4)을 대상으로 2차 평균하여 2차 평균값을 얻고(187), 2차 평균값과 가장 가까운 제3모의 센서값(M3) 을 센서 대푯값으로 결정한다(189).

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량의 동적 상황에 고려하여 결정한 센서 대푯값에 기초하여 센서의 에러 발생을 체크할 수 있어 센서 진단의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

차량 상태 정보를 감지하기 위한 센서 모델을 이용하여 모의 센서값을 계산하고, 미리 설정된 조건에 따라 센서 모델 중 유효한 모델의 개수를 계산하고, 유효한 모델의 개수에 따라 차량의 동적 상황을 판단하고, 센서의 실제 센서값과 모의 센서값을 이용하여 센서 대푯값을 결정하고, 결정된 센서 대푯값에 기초하여 센서를 진단하는 차량 제어시스템의 센서 진단 방법.
제1항에 있어서, 상기 차량의 동적 상황은 안정 상태, 불안정 상태 및 과도기 상태로 구별하는 차량 제어시스템의 센서 진단 방법.
제2항에 있어서, 상기 차량의 동적 상황인 안정 상태인 경우 해당 센서의 실제 센서값을 제외한 복수 모델에 의해 얻어진 모의 센서값들을 대상으로 1차 평균하고, 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 각 모의 센서값의 이격도를 계산하고, 1차 평균값을 기초로 정해지는 제1범위에 들어오는 모의 센서값을 선택하고, 선택된 모의 센서값들을 대상으로 2차 평균하여 2차 평균값을 얻고, 2차 평균값과 가장 가까운 모의 센서값을 센서 대푯값으로 결정하는 차량 제어시스템의 센서 진단 방법.
제2항에 있어서, 상기 차량의 동적 상황이 불안정 상태인 경우, 해당 센서의 실제 센서값을 제외한 복수 모델에 의해 얻어진 모의 센서값들을 대상으로 1차 평균하고, 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 각 모의 센서값의 이격도를 계산하고, 1차 평균값을 기초로 정해지는 제2범위에 들어오는 모의 센서값을 선택하고, 선택된 모의 센서값 중 실제 센서값과 가장 가까운 모의 센서값을 센서 대푯값으로 결정하는 차량 제어시스템의 센서 진단 방법.
제2항에 있어서, 상기 차량의 동적 상황이 과도기 상태인 경우, 해당 센서의 실제 센서값을 제외한 복수 모델에 의해 얻어진 모의 센서값을 대상으로 1차 평균하고, 1차 평균하여 얻은 1차 평균값에 대한 모의 센서값의 이격도를 계산하고, 1차 평균값을 기초로 정해지는 제3범위에 들어오는 모의 센서값을 선택하고, 선택된 모의 센서값을 대상으로 2차 평균하여 2차 평균값을 얻고, 2차 평균값과 가장 가까운 모의 센서값을 센서 대푯값으로 결정하는 차량 제어시스템의 센서 진단 방법.
제1항에 있어서, 상기 유효한 모델을 정하기 위한 조건은 차량의 제어모드, 차속과 전륜(또는 후륜)의 속도의 속도차, 요레이트의 변화율 중 적어도 어느 하나인 차량 제어시스템의 센서 진단방법.